二甲醚生产工艺与燃料用途.docVIP

二甲醚生产工艺与燃料用途 ? 2008年03月05日 14:42:11?? 【大 中 小】 2011年第三届中国溴产业链发展高峰论坛 生意社-大宗商品数据商 生意社：大宗商品现货与期货价格对比表 生意社：大宗商品现货与电子盘价格对比表 　　1概述 　　我国是以煤炭为主要能源的国家，煤炭的生产总量和消费总量均占世界第一位。每年以燃烧方式消耗的煤炭达10×108t/a，占整个煤炭消费量的70%，燃烧产生的污染物排放量占全国总排放量的比例很大。煤直接燃烧既浪费能源，又严重污染环境。因此，以煤为原料制取洁净的气体和液体燃料，符合我国的能源政策，有利于环境的改善，目前已受到重视。 　　二甲醚(Dimethyl Ether，简称DME)是一种易液化储存与输送的可燃气体，在常温常压下为气态，在常温、0.6MPa压力下为液态[1、2]。二甲醚与甲烷、丙烷、正丁烷的主要物理化学性质见表1。 　　随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，不仅城市而且广大乡镇对洁净燃料的需求量也与日俱增。近年来石油及其产品的价格大幅度上涨，直接影响到车用燃料和城镇燃气的价格。因此，利用煤为原料制取二甲醚，对于抑制车用燃料和液化石油气的价格上涨和改变我国中小城市及乡镇的燃料构成和改善生态环境，乃至对于我国的能源安全均有重要的意义。 　　二甲醚具有轻微的醚香味，毒性很低。人吸入或经皮肤吸收过量二甲醚会引起麻醉、失去知觉和呼吸器官损伤。二甲醚有较优良的环境性能指标，不致癌，不会对大气臭氧层产生破坏作用。二甲醚为无色易液化气体，燃烧时火焰略带光亮。二甲醚具有良好的混溶性，可以与大多数极性和非极性有机溶剂混溶，如能溶于汽油、四氯化碳、苯、氯苯、丙酮及乙酸甲酯等，加入少量助剂后可以与水以任意比例互溶。 　　过去，二甲醚主要作为精细化工产品，用作气雾推动剂及致冷剂。世界上二甲醚消费量约为15×104t/a，均采用甲醇脱水合成工艺(两步法)制取。 　　二甲醚为含氧化合物，其十六烷值高于柴油，燃烧特性优于液化石油气和柴油，既可作为车用燃料，又可作为民用燃料。近年来二甲醚开始用做燃料，世界上一些国家对二甲醚的重要性有了新的认识，在二甲醚生产工艺、催化剂制备以及二甲醚应用等领域进行了深入的开发研究，并着重研究开发了由合成气直接合成二甲醚(一步法)的工艺方法，并建立了工业示范装置。 　　表1二甲醚与甲烷、丙烷、正丁烷的物理化学性质 　　Tab.1 Physical and chemical properties of DME，methane，propane and n—butane 　　项 目二甲醚甲烷丙烷正丁烷 　　相对分子质　　沸点/℃-24.9-161.5-42.1-0.5 　　凝固点/℃-141.4-182.5-187.7-138.4 　　20℃时蒸气压/MPa0.53超临界0.830.21 　　液态低热值/(MJ·kg-1)31.45 　　　47.3447.50 　　气态低热值/(MJ·m-3)64.5835.9093.24123.65 　　爆炸下限(体积分数)/%3.55.02.11.5 　　爆炸上限(体积分数)/%17.015.09.58.5 　　理论空气量/(m3·m-3)14.289.5223.8031.00 　　自燃温度/℃235540460365 　　氧含量(质量分数)/%34.8O00 　　2二甲醚的生产工艺 　　2.1甲醇脱水合成工艺 　　目前生产的二甲醚基本上由甲醇脱水制得，即先合成甲醇，然后经甲醇脱水制成二甲醚。甲醇脱水制二甲醚分为液相法和气相法两种工艺。液相法是将甲醇与浓硫酸}昆合并加热到140℃，脱水制得二甲醚。该工艺比较落后，产品后处理也比较困难，设备易腐蚀，环境污染严重，因此目前已少采用。气相法是将甲醇加热蒸发，甲醇蒸气通过催化剂床层气相脱水制得二甲醚。常用的催化剂为活性氧化铝、结晶硅酸铝等。气相法的工艺过程主要由甲醇加热、蒸发、甲醇脱水、二甲醚冷凝及精馏等组成。 　　2.2直接合成工艺 　　一步法合成二甲醚即合成气在同一反应器中，在复合催化剂作用下，同时进行甲醇合成和甲醇脱水反应，直接生成二甲醚。一步合成法流程简单，运行费用低，一次转化率高。二甲醚的一步合成法主要有固定床和浆态床两种工艺。 　　①固定床合成 　　固定床一步合成二甲醚是在列管式反应器中进行的，固体颗粒催化剂置于管中，管间为水，由水蒸发移走反应热来控制床层温度。固定床合成法适合于由天然气转化的富氢原料气，装卸催化剂时需停车，催化剂的装填要求严格。国外开发的固定床日产50kg/d二甲醚中试装置运转良好。国内有关单位也开展了固定床合成二甲醚的开发研究，开发了二甲醚合成催化剂，以合成氨厂的半水煤气为原料气，进行了一步法合成二甲醚的试验，并建成了1500t/a